《金属晶体》教学设计文本

教 学 基 本 信 息 课 题 《金属晶体》 是否属于地方课程或校本课程 地 方 课 程 学 科 化学 年 级 高 二 相关领域 人教版 《选修3》 第三章 第3节 第2课时

教 学 目 标 ( 内容框架 ) 知识目标：

1. 了解金属晶体内原子在平面中的几种常见排列方式。

2．了解金属晶体内原子在立体空间中的常见排列方式。

3．训练学生的动手能力和空间想象能力，培养学生的合作意识。

过程与方法：

1．建立金属原子为等径球体的模型观念。

2．通过亲自排列小球，探究金属原子在平面中的排列方式，以及排列的密集程度。

3．通过粘贴小球，体会原子在三维空间中的堆积过程。

情感态度价值观：

1．通过对金属原子的实际排列过程，锻炼同学的动手能力，在活动过程中，培养学生思考问题，解决问题的能力。

2．养成务实求真、勇于探索的科学态度，重点培养学生"主动参与、乐于探究、交流合作"的精神。

学习重难点：

1．金属晶体的4种基本堆积模型。

2．面心立方最密堆积和六方最密堆积的区别与联系。

3．4种堆积方式所对应的晶胞结果特点。

教 学 过 程 教学步骤 教师活动 学生活动 教学目标

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结束语

引导学生回顾金属键的相关知识。

上节课我们学习了金属键中，微观粒子的相互作用，这节课我们从微观粒子的排列方式进一步学习金属键的相关知识。

建立等径球体的模型，并且引导学生从平面到立体，从二维到三维进行学习探究。

第1环节：摆一摆

发给学生若干托盘，要求同学将小球在托盘中进行有序排列。

并提出思考问题：有几种排列方式？哪种排列方式更紧密？

请同学来汇报活动结果。

教师借助提前制作好的平面堆积模型，进行总结归纳，并介绍非密置层和密置层的概念和排列特点。

第2环节：排一排

以平面的排列方式为基础，引导学生来探究金属原子在空间中的堆积方式。

要求学生以小组为单位，拼出简单的非密置层之后，在平面上方堆积出第二排，第三排小球。

思考问题：有几种堆积方式？

请同学来汇报活动结果

引导学生分别了解两种堆积方式，以及所提取的晶胞的结构特点，并分析出其相应的晶胞参数和小球半径的计量关系、晶胞的空间利用率已经常见的金属代表。

介绍体心立方堆积时，要求学生思考：如果直接进行插空堆积，是否可形成立方体结构的晶胞。

通过课件动画，介绍体心立方堆积中，同一非密置层原子和原子之间并非紧密相邻。

第3环节：粘一粘

在刚才的探究基础之上，进一步研究密置层的空间排列方式。

给每个组的同学发两个用7个小球粘成的密置层，并要求学生利用双面胶，在密置层的基础上，进行三维排列。

在粘贴小球的过程中，要求学生思考一下问题：

垂直于密置层的方向，能看到几个空隙？

在密置层的上层，选择空隙去排列小球，能容纳几个？

在密置层的下层，再次选择空隙去排列小球，有几种排列方法？

请学生展示粘贴成果，并结合着课件中的球棍模型进行介绍。

引导学生对于两种堆积方式的原子配位数、晶胞特点、晶胞参数和小球半径的关系以及空间利用率进行计算。

其中面心立方堆积的晶胞涉及到角度的偏转，在这里借用事先做好的晶胞模型，通过不同颜色的小球区分不同的密置层，帮助学生进行认知。

而六方最密堆积的晶胞选取方向比较清晰，但是具体的晶胞参数和小球半径的关系，学生不好观察，借助课件帮助学生整理定量关系。

带着学生对于本节课所学的两种平面排列方式和四种空间排列方式进行回顾和总结

回顾金属键的特点以及金属晶体所具有的物理性质上的通性。

并完成学案中温故知新的部分。

了解本节课的学习内容。

预设：学生根据面前的塑料小球，建立模型认知，大体上了解本节课的研究方法和研究思路。

预设：学生将金属小球在托盘中进行排列。并发现两种有序的排列方式。

预设：学生对两种排列方式进行对比分析。并通过两种排列方式中，在单位面积内容纳小球数目不同，进而比较出两种排列方式的紧密程度。

预设：小组同学进行合作分工，在垂直于平面非密置层的方向，堆积小球。

在刚才平面排列的基础上，学生不难发现，有两种堆积方式。

预设：学生分别介绍一种直接对齐的排列方式和另外一种插空堆积的排列方式。

预设：在教师的引导下，学习简单立方堆积和体心立方堆积的结构特点。

预设:学生开始思考，并通过实物模型，观察到12条棱长并不完全相同。

预设：完成学案，并了解两种非密置层的三维堆积方式。

预设：领取密置层和双面胶，对密置层进行观察。

通过观察和摆放小球，可以得出相关问题的答案。

密置层的垂直方向存在6个空隙，但由于空间因素的限制只能摆放下3个小球。

在动手粘贴的过程中，会发现：密置层上下层在选择位置的时候，有两种排列方式。

预设：介绍两种密置层的三维堆积方式的结果特点。

分析两种堆积方式的晶胞结构特点，寻找晶胞参数和小球半径的定量关系。

了解面心最密堆积的晶胞和密置层堆积方向的关系。

对本节课的知识内容进行回顾。

由微观粒子的相互作用入手，引导学生从另一个方面学习金属键的知识。

帮助学生建立起相应的模型认知，将金属小球的概念具体化。

让学生亲自动手探究，金属原子在二维空间内的排列方式。

了解密置层和非密置层的排列特点。

本节课的第一个难点，对比简单立方堆积和体心立方堆积的区别。并通过课件动画，理解体心立方堆积的特点。

通过空间利用率的计算，进一步了解金属堆积方式的特点。

本节课的教学亮点：既要求学生能够在实物操作的过程中，认真思考问题解决问题；同时，要求组内同学进行分工合作，完成探究任务。

本节课的第二个难点：学生通过对密置层的观察，理解了密置层在进行三维堆积时的堆积方式，并且了解密置层的两种堆积方式的联系和区别。

本节课的亮点：利用自制教具，帮助学生认清面心立方堆积的晶胞选取方法。

了解两种堆积方式的晶胞结构特点，理解这两种堆积方式的空间利用率相对比较高的原因。